Android手機(jī)怎樣幫科學(xué)家預(yù)測(cè)天氣

你口袋中的Android手機(jī)或許能幫助科學(xué)家在預(yù)測(cè)天氣方面做得更好——基于你所在的確切位置來進(jìn)行預(yù)測(cè)。

大氣科學(xué)家正在與一個(gè)應(yīng)用的開發(fā)者進(jìn)行合作來利用他們正在從數(shù)以千計(jì)的Android手機(jī)那里收集的氣壓信息，然后將其饋送到復(fù)雜的最新氣候模型中。如果他們能從Android機(jī)主那里獲得足夠的信息，那么你或許就能提前收到有關(guān)暴風(fēng)雨和龍卷風(fēng)的警告信息，這些信息會(huì)基于你所在的精確位置來作出預(yù)測(cè)，其確定性會(huì)遠(yuǎn)高于現(xiàn)在的程度。

“當(dāng)我首次聽到有關(guān)這些(Android)壓力傳感器的東西時(shí)，我說道：‘天啊，這可能會(huì)是改變游戲規(guī)則的一種重要的東西。’”華盛頓大學(xué)的大氣科學(xué)家克里夫·馬斯(Cliff Mass)說道。“我的觀點(diǎn)是，有些人需要在全美范圍內(nèi)收集所有這些觀察結(jié)果——我們可能會(huì)在一個(gè)小時(shí)中收集100萬條觀察結(jié)果——并利用這些結(jié)果來從根本上改善天氣預(yù)報(bào)。”

通過Android 3.0操作系統(tǒng)，谷歌為大氣傳感器與操作系統(tǒng)之間的整合提供了更多支持，其要點(diǎn)不在于啟用氣壓計(jì)應(yīng)用，而是為了幫助找到用戶的位置。大氣壓力會(huì)隨著海拔高度而發(fā)生改變，因此將從Android手機(jī)收集的壓力讀數(shù)與附近氣象站那里獲得的讀數(shù)進(jìn)行對(duì)比，這將有助于精確地找到手機(jī)的高度。

馬斯及其華盛頓大學(xué)的同事一直都在留心觀察大氣壓力數(shù)據(jù)的來源，并將其加入到自己的預(yù)測(cè)模型中，希望能改善天氣預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)。“我們的想法是，在一場(chǎng)暴風(fēng)雨形成或變得激烈以前，利用壓力來找出大氣的高分辨結(jié)構(gòu)。”馬斯稱，大氣壓力是一種“尤其寶貴的觀測(cè)結(jié)果，是能用來表達(dá)深厚大氣的唯一表面參數(shù)”。

就現(xiàn)在而言，天氣預(yù)報(bào)員能模糊地告訴你，第二天有可能會(huì)下雷暴雨。但如果研究人員能將大量的壓力讀數(shù)與氣候模型整合到一起，來定義與嚴(yán)重天氣事件有關(guān)的特性，那么就能提前最多6個(gè)小時(shí)以前就開始預(yù)測(cè)一場(chǎng)嚴(yán)重的暴風(fēng)雨將于何時(shí)抵達(dá)一個(gè)城市的特定區(qū)域。“用現(xiàn)在可用的任何技巧，我們能無法做到那一點(diǎn)。”

對(duì)馬斯及其同事來說，當(dāng)前可用的壓力數(shù)據(jù)無論是從質(zhì)量上還是從數(shù)量上來說都是有限的。他們能從Android手機(jī)收集的大氣壓力數(shù)據(jù)的數(shù)量級(jí)越高，那么結(jié)果就會(huì)有很大不同。馬斯預(yù)計(jì)，來自于Android手機(jī)的潛在數(shù)據(jù)是“有關(guān)地面的非常高分辨率的觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)”。

壓力傳感器非常適合手機(jī);對(duì)比而言，溫度傳感器會(huì)受到風(fēng)、直射陽光、影子以及傳感器是在室內(nèi)還是室外等因素的影響。“對(duì)于除了壓力以外的其他所有參數(shù)而言，都存在這些暴露性的問題。”馬斯說道。

馬斯一直都在與雅各布·希伊(Jacob Sheehy)和菲爾·瓊斯(Phil Jones)進(jìn)行合作，這兩人是一個(gè)名為PressureNet的Android應(yīng)用的開發(fā)者。他們說道，這是Android平臺(tái)上唯一的氣壓計(jì)應(yīng)用，不僅能向用戶顯示其所在位置的壓力讀數(shù)，同時(shí)也能收集相關(guān)數(shù)據(jù)，并將其與所有用戶分享。這個(gè)應(yīng)用允許用戶放大地圖上的一個(gè)位置，來看從那個(gè)地區(qū)所收集的讀數(shù)的圖表。

當(dāng)馬斯在今年早些時(shí)候與希伊和瓊斯首次交談時(shí)，他們正在全球范圍內(nèi)以每個(gè)小時(shí)大約80個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的速度來收集信息。“他說道：‘那很好，但你需要擴(kuò)大規(guī)模，才能讓你的數(shù)據(jù)變得有用。”希伊說道。

隨后不久，桑迪(Sandy)颶風(fēng)來襲，希伊和瓊斯進(jìn)行了一些營(yíng)銷活動(dòng)。這個(gè)應(yīng)用在全球范圍內(nèi)的下載量已經(jīng)增加至1.4萬次左右，帶來了大約每小時(shí)3000 到4000的讀數(shù)，馬斯稱其正開始變得有用。但是，這距離達(dá)到100萬次的下載量還相距甚遠(yuǎn)，而這只是這個(gè)團(tuán)體所面臨的一些挑戰(zhàn)之一，他們將需要說服 Galaxy Nexus、Nexus 4、Nexus 10、Galaxy S3和Galaxy Note 的用戶來下載這個(gè)應(yīng)用。目前，只有這些手機(jī)以及其他少數(shù)手機(jī)和平板電腦擁有大氣傳感器。

這個(gè)應(yīng)用大多數(shù)用戶的大多數(shù)時(shí)間都是在地面上度過的，從而限制了氣象條件的類型，研究人員或許能更好地對(duì)此作出預(yù)測(cè)。對(duì)颶風(fēng)(颶風(fēng)是在海洋上形成的)作出預(yù)期不會(huì)變得更好，但馬斯認(rèn)為他們或許可以重大改善地面上的暴風(fēng)雨和龍卷風(fēng)預(yù)測(cè)。到最后，他們的想法是這種預(yù)測(cè)能被反饋回一個(gè)應(yīng)用中，這個(gè)應(yīng)用能準(zhǔn)確地顯示暴風(fēng)雨將在何時(shí)到來，以及抵達(dá)什么地方。

在馬斯能獲得那些數(shù)據(jù)以前，還有一些障礙。希伊和瓊斯已經(jīng)剛剛開始考慮隱私權(quán)的后果;由于壓力會(huì)隨著海拔高度而發(fā)生改變的緣故，這會(huì)有助于將壓力數(shù)據(jù)與手機(jī)捆綁到一起，從而判定是壓力在實(shí)際上發(fā)生了變化，還是讀數(shù)發(fā)生變化的原因在于手機(jī)用戶爬上了一座山或是電梯。他們想象了終端用戶能從中選擇的不同水平的共享活動(dòng)，其中包括僅與學(xué)術(shù)研究者共享，或是以開發(fā)者認(rèn)為合適的任何方式來進(jìn)行共享等。

與此同時(shí)，希伊和瓊斯認(rèn)識(shí)到有些手機(jī)并未配備傳感器的人可能也會(huì)對(duì)這些數(shù)據(jù)感興趣，因此他們已經(jīng)構(gòu)建了一個(gè)網(wǎng)站，能讓任何人都訪問這個(gè)網(wǎng)站，來看已經(jīng)收集到的數(shù)據(jù)。目前，這個(gè)應(yīng)用仍在開發(fā)中，他們正在手動(dòng)添加數(shù)據(jù)，但感覺上從Android手機(jī)那里收集那種數(shù)據(jù)是有可能做到的。